Квантовая оптика
Понятие «квант» электромагнитного излучения ввел в физику Макс Планк в 1900 г. для объяснения спектра теплового излучения абсолютно черного тела. Он предположил, что излучение электромагнитных волн происходит порциями — квантами, энергия которых связана с циклической частотой волны ω соотношением
ε = ћω,
где ћ = 1 • 10-34 Дж•с — постоянная Планка.
Позже А. Эйнштейн высказал предположение, что электромагнитное излучение не просто излучается порциями, а состоит из квантов — частиц с энергией ε. На основании этого предположения Эйнштейн объяснил явления фотоэффекта и люминесценции.
До Эйнштейна фотоэффект пытались объяснить в рамках теории электромагнитных волн. Однако она давала предсказания, прямо противоположные тому, что наблюдалось на опыте.
Например, получалось, что максимальная энергия вылетающих электронов должна зависеть от интенсивности падающего света и уменьшаться с увеличением его частоты. Или что фотоэффект должен наблюдаться не выше пороговой частоты, а ниже, и т. д.
В 1922—1923 гг. в опытах А. Комптона по рассеянию рентгеновских лучей на свободных электронах выяснилось, что эти частицы обладают импульсом
p = ε / c
и подчиняются тем же законам сохранения энергии и импульса, что и другие известные к тому времени частицы. Так в физике утвердилась частица, которую Г. Льюис в 1929 г. назвал «фотон» (от греч. photys — «свет»).
